極端條件下消防應急救援的通信保障

摘 要：當前自然災害的頻發性、復雜性、多樣性特征日益顯現，次生災害隨之發生，導致斷路、斷電、斷網現象增多，嚴重地危害了應急救援的通信保障。本文通過結合湖北省消防應急隊伍參與河南省“7.20”洪災救援遇到的通信障礙問題，分析“三斷”極端條件下應急救援通信常見問題的具體成因，提出全方位提升通信管理綜合效能、構筑極端條件下無人機空中中繼通信體系兩項對策，以優化現有通信裝備、添直空白通信裝備、引進先進通信裝備等特殊環境下的應急救援通信保障舉措，構建綜合管理和挖掘現代通信裝備潛能并重的應急救援通信保障體系，促使“三斷”極端條件下的應急救援通信順利擺脫困境，并為極端條件下應急救援通信理論的深入探討提供支撐。

關鍵詞：極端條件；消防應急救援；通信保障

中圖分類號：TN915 文獻標識碼：A 文章編號：2095－414X（2023）01－0021－05

0 "引言

河南鄭州“7.20”洪災爆發后，湖北省消防救援總隊立即調派總隊全勤指揮部和武漢、宜昌、襄陽、荊州、孝感、隨州、咸寧、黃岡、鄂州等10個支隊，其中，應急通信分隊7支，通信指戰員33名奔赴現場參與救援。因交通長路段毀損，電源長時間中斷，公網大面積癱瘓，此謂“三斷”。這種極端條件的發生，使得應急救援通信保障的主要設施出現了“五無”窘狀，即衛星便攜站無法架設、4G單兵（布控球）無網絡、公網手臺和手機無信號、衛星通信無法及時暢通和持久地聯絡前線指揮部、350M手臺無力長距離傳輸呼應。作為應急救援第一耳目的通信失去作用，致使救援一線的隊伍束手無策。

國內目前對“三斷”極端條件下消防應急救援通信保障的研究，取得了大批階段性的成果。其主要表現：彰顯通信裝備高科技含量的巨大功效，對惡劣環境下無線自組網的功用進行了成功的探析，發掘了新型通信裝備在斷網情況下的中繼功能；對浮空平臺應急通信系統的應用進行了有效的驗證；對重特大災害消防應急通信技術進行了多種困擾的條分縷析，提出了科學的對策攻略。上述研究成果有重要的現實意義，但截至目前，對“三斷”極端條件下消防應急救援通信保障體系的宏觀把控不足，對通信裝備綜合效應的發揮稍欠充分。因此，筆者側重從加強通信綜合管理和開掘先進通信裝備潛能并重的思路出發，相對宏觀、全面地探討確保“三斷”極端條件下消防應急救援通信暢通、便捷、準確、完整的可行性路徑。

1 "極端條件下消防救援通信常見問題分析

在參與河南鄭州“7.20”救援實戰中，湖北省救援隊伍面臨的困擾是：衛星便攜站的架設因遭受暴雨襲擾嚴重受阻，4G單兵（布控球）網絡中斷后難以復連，衛星電話在移動中無法連接衛星，公網手臺、手機、電話失去信號，350M手臺傳輸距離極為有限，衛星通信車量少行難，“一主一備”的裝備攜行標準滿足不了點多面廣的救援實戰需求，高溫下帶電設備因長時間作業出現故障的頻次增高或停止工作。這些問題是“三斷”極端條件下消防救援通信的常見問題，其根本原因有以下三點：

1.1傳統通信技術無法滿足“三斷”極端條件下消防應急救援的需要

當前，我國消防應急救援通信裝備主要運用移動衛星通信系統、350M無線對講系統、4G通信網絡系統等技術。它們主要存在三點劣勢：一是通信技術手段落后，體現在信號覆蓋差、抗干擾能力弱、通信距離短。如350M無線對講系統其理論傳輸距離僅為3000——10000米，一遇地下建筑、山地陡峭等不良環境，通信距離就會縮短，信號質量就會弱化，即使采用基于數字集群技術的GOTA這種比較先進的對講系統，遭遇惡劣環境，天氣突然變化，效果仍然不佳[1]；二是技術升級不夠，消防應急救援現有的通信裝備一般都是基于傳統通信技術，其局限性無法滿足現代消防救援所必須具備的大數據分析、數字化預案、科學化決策、可視化指揮、地理信息圖文集成等要求；三是通信裝備通用性差，現場指揮員往往要攜帶多種通信工具，350M對講機只能用于現場指揮調度，而要與各級指揮中心聯絡，則要使用GOTA對講機和4G圖傳系統。這些劣勢表明，傳統通信技術急需改造、更新和升級。

1.2通信硬件設施亟待更新

從國家消防救援局提出應急通信裝備全部模塊化裝箱的要求之后，湖北省機動投送和攜行運輸通信裝備的能力有了大幅度提升，但與及時、便捷、精準、完好、集裝的差距還很大。在“三斷”極端條件下，不僅通信人員和通信裝備要迅速“突進去”，而且裝備的功能作用更要及時“突進去”。也就是說通信裝備“突進去”以后必須即刻啟動運行。在鄭州“7.20”救援中暴露的通信問題，說明湖北省機動投送和攜行運輸通信裝備的能力較差，其它通信硬件在“三斷”極端條件下適應性不強，亟待更新。

1.3消防應急救援通信裝備的效能未實現最大化

通信保障的效用體現于通信裝備的功能，不僅要使通信裝備的具體作用充分發揮出來，即按國家應急管理部的要求及時“傳出來”，而且要追求最大、最快、最好、最精的“傳出來”效果。假如通信裝備“突進去”了，而裝備的功用不能及時發揮或發揮不充分，等于“突進去”的是一堆廢品或半廢品。這種情況說明，一方面先進新型的通信裝備量少和通信人員的操作技能有限；另一方面傳統通信裝備的功用有限。可見優化通信裝備，提高通信人員技術水平，實現通信裝備效能最大化迫在眉睫。

2消防應急救援通信管理改進對策

上述通信問題，歸根結底是通信管理滯后所導致。因此，改進通信管理是“三斷”極端條件下消防應急救援通信保障的前提。

2.1全方位提升通信管理的綜合效能

綜合效能的提升要從多方面入手。首先，要構建綜合性的通信系統，要充分考慮各種通信方式的作用及優勢，將無線衛星、短波等通信方式有效結合起來，盡最大可能提高消防應急救援通信的可靠性，在“三斷”極端條件下能確保通信裝備暢通，以多種通信方式應對不測。其次，強化實戰訓練管理。對通信人員定期開展針對包括“三斷”極端條件在內的各種惡劣環境下常見通信問題的模擬操作，改單兵單練的傳統訓練方式為集中找準問題、快速解決問題、靈活應對問題的綜合性仿真訓練。最后，做好組建臨時通信調度指揮機構的準備。在鄭州“7.20”救援中，與有的救援隊伍只能通過肩挑手提通信裝備相反，軍隊中可以通過駕駛直升機運載，時速最高達400/小時KM，相當于非高速公路路況良好時車速的7-8倍，能將通信裝備快、穩、準地“突進去”。目前全國消防應急救援系統自身暫不具備這種運載條件。如遇“三斷”極端條件，可以采取消防救援隊伍與軍隊協同作戰方略，通過組建軍隊結合臨時通信調度指揮機構，由軍隊主管運載，由消防救援隊伍主管通信裝備上機下機，使“三斷”極端條件下救援實戰的通信，形成軍地攜手、齊抓共管的格局。

2.2構建“三斷”極端條件下無人機空中中繼通信體系

空中中繼通信體系是通信管理由地面即平面向空中即立體的變革，是通信管理的一大進步和重大創新。

空中中繼平臺是“三斷”極端條件下確保通信暢通最簡單、最實用的裝備。森林消防隊伍現在面臨惡劣環境其通信功效不能“傳出來”時，常常采用中繼平臺解決。中繼平臺品種繁多，各有優劣，而特點、優勢與非森林片區“三斷”極端條件下消防應急救援通信最契合的中繼平臺，是無人直升機浮空通信中繼平臺，它是用無人機搭載中繼平臺裝備后飛抵災區上空浮停而進行通信聯網[2]。選擇這種平臺來加大消防應急救援的通信保障力度，無論配備、使用，還是維護、保養，都具有可行性。我們完全可以借鑒搭建空中中繼平臺的方式，配以其它通信輔助裝備，形成空中中繼通信體系，實現“三斷”極端條件下通信專網專用，確保通信裝備的功用通過空中中繼平臺發揮到極至。

以上對策思路的實施尚需一個過程，要使“三斷”極端條件下的應急救援通信快速達到便捷、暢通、清晰的要求，目前關鍵問題是探求通信保障可行性、可操作性的具體實施路徑，即探求通信硬件設施的優化方略。

3 加強“三斷”極端條件下消防應急救援通信保障的具體實施路徑

依靠物化的硬件設施來加強通信保障，這是突破“三斷”極端條件下通信保障瓶頸的銳器。

與極端條件相對應，通信硬件設施的配備必須首先考量斷路、斷電、斷網這種極端條件下可用適用，基于考量結果，必然追求通信裝備輕量化、小型化、便攜化、急用化、特效化、集成化，其中輕量化是首要的[3]。根據測算，通信人員人均通信裝備負重約6.35kg，補給物資約24H，將二者裝進兩只攜行包，人均負重約12kg，通信人員可輕裝上陣，輕巧地操作通信裝備。輕量化問題的解決，可為小型化等“五化”創造良好的前提，奠定實現的基礎。基于這種追求的實現，必須對通信裝備堅持已配則優、空白則添以及引進先進項目的原則進行優化，以實現“三斷”極端條件下的通信保障力量強化、優化、精化、尖端化。

3.1已配則優項目的優化目標

（1）優化衛星電話。衛星電話在“三斷”極端條件下，基本能保證語音通信[4]。但是即使性能較優的衛星電話，一遇大雨傾盆，烏云密布，信號也會明顯弱化，必然語速受阻，語音不清，常會使消防應急救援貽誤戰機。我們優化的目標就是針對衛星電話的弱點，重點解決任何極端條件下信號不趨弱的問題，致力于衛星電話信號達到-116dBm以上。

（2）優化KU衛星便攜站建設。通過數據終端對比，KU衛星相對KA衛星和天通衛星，更適合消防應急救援隊伍使用。但同樣存在氣候環境惡劣時信號趨弱的劣勢，更嚴重的問題是其規制偏大，攜帶不便，聯絡困難，使用不便，困擾滅火救援中通信人員的工作，最終導致消防應急救援實戰處處受阻。我們優化的目標必須緊緊圍繞KU衛星便攜站縮體、減重、便攜，使之小型化、輕量化、集成化、便攜化，同時要強化其在任何氣候環境下信號的穩定性，確保KU衛星便攜站的通信能力不低于1.5Mbps。

（3）優化圖像、語音自組網設備和通信人員操作技能。圖像、語音自組網是依托衛星電話和衛星便攜站發揮功效的[5]。在衛星電話和衛星便攜站優化的基礎上，圖像、語音自組網設備的優化目標就是要提高圖像、語音傳輸的敏捷度和清晰度，這既與圖像語音裝備的先進水平有關，也與操作技術水平有關。因此，首先要抓圖像、語音自組網的升級改造，同時要抓通信技術人員的操作水平提升。從本人所在支隊通信人員參加的通信技術綜合培訓的成績對比結果來看，側重圖像、語音傳輸的培訓，是提升圖傳、單傳技能一項卓有成效的舉措。本支隊通信人員30人，參訓率為100%，參訓前操作技能優異者極少，合格率偏低，參訓后操作技能優異者為80%，合格率為100%。

（4）優化北斗有源終端。現有的北斗有源終端能確定受災現場經緯度和滅火救援隊伍所處位置，以短文簡要報告現場情況，但尚未見其具有其它功能。因此，北斗有源終端優化的目標，首要是發掘它更多更大的功能和效用，使其更好地為滅火救援實戰所用。

（5）優化各種鏈路接口。為了綜合利用救援現場一切可以服務于實戰的傳輸網，必須提供各種鏈路接口。現用的有無線鏈路、有線鏈路、微波鏈路、衛星鏈路、通信孤島和外界的通信鏈路等5種接口，要滿足語音和數據圖像實時傳輸，而且要此斷彼聯，此弱彼強，互不干擾，就必須使各種接口有效對接。因此，鏈路接口優化的目標是將各種接口集成于一個板塊 （并非插座板那樣簡單組合），使其集中發揮綜合優勢。

3.2空白則添項目的重點工程

（1）構建“三斷”極端條件下消防應急救援衛星通信專網。衛星通信專網是在“三斷”極端條件下承擔消防應急救援通信保暢通的任務。在技術層面上宜采用適合于應急救援需要的、可隨機快速組建指揮網的動態SCPC。要專網專用，以高超的攔截功能干擾無用信息，阻止非消防應急救援信道與專網串網。

（2）升級空中浮停中繼平臺。森林消防隊伍現在使用的無人直升機搭建的浮空通信中繼平臺的特點和優勢很多。無人直升機體積小，造價低，不需要專用機場，不需要專人駕駛，能垂直升降，空中懸停[6]，可連續飛升6h以上，航程可達180KM，掛載重量超過100KG[7]。這些特點和優勢，便于掛載寬窄帶自組網設備，進行全方位的通信覆蓋。這樣就能為“三斷”極端條件下的滅火救援通信提供有力保障，能使現場滅火救援隊伍和現場指揮的各種信息及時、便捷、準確地輸進輸出，為滅火救援實戰提供首要的、關鍵的信息支撐。但它并不完善，在災情偵察等方面不盡如人意。因此，我們要緊緊圍繞偵察設備能見度強和清晰度高等方面進行設備和技術的整體性升級，為消防應急救援通信提供多功能的中繼平臺，確保消防應急救援通信在任何極端條件下達到不斷線，不斷網，聯得上，傳得出，研判準。

（3）構建完整的通信互聯體系。通信裝備運達“三斷”極端條件下的救援現場后，應在地面或空中架設圖像、語音等寬窄帶自組網設施，并將其接入衛星鏈路，使音頻視頻網絡廣幅面覆蓋，便于各救援隊伍與現場指揮至總指揮部通信互聯。已進行通信互聯的地方，音視頻傳輸速度完全符合消防應急救援通信需求。目前就地架設寬窄自組網是行之有效的，快速攻克“三斷”極端條件下消防應急救援通信阻力的最佳選擇。建議暫未構建通信互聯體系的消防救援支隊和大隊，把這項任務的落實作為重中之重。

3.3為“我”所用引進先進項目

（1）引進雙尾蝎雙發動無人機。四川省騰盾科技有限公司按照國家工信部的部署，自主成功研發了雙尾蝎雙發動無人機，用該機搭載通信裝備建立基站后，又用該機測試斷網后通信信號的恢復情況，測試結果表明，30-50平方公里范圍內的中國電信、移動、聯通用戶的手機信號全部恢復，手機的短信收發功能，微信傳輸文字、語音、文檔功能，手機呼應功能全部恢復。該公司此次試飛的雙尾蝎雙發動無人機，翼展20米，機長10米，機高3.1米，最大航行35小時，最大航程7000公里，最大升限10000米，最高時速280公里。機身、機體、航速等均符合搭載消防應急救援通信基站的要求。對這樣的科技成果，筆者認為可以采取兩種方式為“我”所用。

一是購置。經濟實力允許的支隊應積極購置配備該機，購置后其在“三斷”極端條件下通信保障強化力度必有巨大提升。但是由于雙尾蝎雙發動無人機設施完備，功能齊全，造型新穎，科技含量高，所以售價昂貴，暫無經濟實力購置的消防救援支隊，可以試用其他方式。

二是租用。由國家職能部門指令研發單位大批量生產該機，收儲備租。暫無經濟實力購置的消防救援支隊，一旦緊急任務急需該機，申報上級下令研發單位出租。研發單位接令后第一時間將該機運抵任務區后即刻進行工作，確保租賃單位的通信網絡在斷網后快捷連接，使消防應急救援實戰的“生命線”暢通。

（2）引進短波通信網絡系統。在傳統戰爭中，作戰部隊常用短波電臺聯絡，短波通信具有很強的抗毀能力，在常見的各種公用通信網因遇山體滑坡、地震、爆炸、斷電而癱瘓時，短波通信系統仍能正常啟用并能收到良好的通信效果，因為它不受有源中繼系統和網絡中樞的制約，不管中繼系統和網絡中樞正常與否，都不會影響它的啟用和功效。短波通信主要有天波傳播、直射波傳播、地面傳播三種傳播方式。天波短波傳播不受任何地質、地貌的影響，而且傳播距離遠達10000公里以上。天波的特點最符合“三斷”極端條件下消防應急救援的通信需求。以自身發射裝置發出電波與對方進行聯絡的直射波短波通信，雖傳播距離不遠但通信質量良好，不受地貌影響的地面波短波通信，其通信質量也不錯。

總之，三種短波通信均可對“三斷”極端條件下消防應急救援的通信給予有力輔助。此外這三種短波通信還具有三個優勢：一是獨立性強，每個短波通信電臺都能做主站和從站，任何一部短波通信電臺在救援實戰中，都不會因別的電臺出現故障而影響自身工作。二是輕便靈活，當道路被毀壞，車輛無法正常行駛時，通信人員可以背負短波電臺一邊奔赴救援現場一邊開展通信工作，及時報告最新情況，及時接收最新指令。三是動態工作性強，以車載短波通信電臺為例，在交通未被毀壞而斷電斷網的情況下，用車裝載它可以一邊行駛一邊與指揮中心、救援一線隊伍進行聯絡，及時上傳下達。根據以上優勢，以野外大范圍搜救為例，短波通信就可有效解決一系列搜救難題。當外部惡劣環境嚴重影響搜救時，例如公用網絡信號弱或者完全消失，搜救人員便可以用短波通信電臺進行聯絡，成功開展搜救活動。

綜上，消防救援支隊、大隊、消防站都有必要配備短波通信電臺，有效規避“三斷”極端條件下消防應急救援通信的短板，大力提升通信保障的保障力度。

4結束語

隨著社會經濟的發展，“三斷”極端條件下消防應急救援通信的新問題、新困境層出不窮。下一步攻難克艱的首要任務，是深入探討如何進一步集約型地發揮“三斷”極端條件下消防應急救援通信管理的綜合效能，如何更佳地發掘并優化現代通信裝備的潛能，為消防救援隊伍無論面臨何種特殊環境，都能成功應對全災種、大應急的實戰提供堅實可靠的通信保障。

參考文獻：

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Fire Emergency Rescue Communication under the Extreme Condition of\"Three Interruptions\"Analysis of Guarantee Path

WANG Fang

（Huangshi fire rescue detachment， Huangshi Hubei 435000， China）

Abstract：At present， with the increase of the frequency， complexity and diversity of disasters， secondary disasters are also on the high side. They usually cause the consequences of disconnection， power failure and network disconnection， which seriously endanger the communication guarantee of emergency rescue. This paper analyzes the specific causes of common problems in emergency rescue communication under the extreme conditions of \"three interruptions\" based on the communication obstacles encountered by the provincial fire emergency team in participating in the \"7.20\" flood rescue in Henan Province in 2021 The basic idea of introducing advanced communication equipment to strengthen the emergency rescue communication guarantee under special circumstances. These countermeasures and assumptions strive to abandon the traditional repair and remedy measures， build an emergency rescue communication guarantee system that pays equal attention to comprehensive management and tapping the potential of modern communication equipment， and promote the emergency rescue communication under the extreme conditions of \"three disconnections\" to get rid of the predicament smoothly. Under the extreme conditions of \"three breaks\"， the failures of emergency rescue communication are complex. In order to quickly eliminate common problems and cases， the strategy of solving specific problems is adopted， which strives to conform to the principles of reality， practicality and effectiveness， and strives to provide some reference for the in-depth discussion of communication theory.

Keywords：extreme conditions;fire emergency rescue;communicationsupport

（責任編輯：田媛苑）